7微生物的遗传变异与育种.ppt

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1、微生物的遗传变异与育种第八章本章内容：基因突变与诱变育种基因重组菌种的衰退、复壮及保藏第一节基因突变与诱变育种一、基因突变：（一）突变类型：基因突变与诱变育种细胞形态形态突变型菌落形态营养缺陷型生化突变型抗性突变抗原性突变（包括细胞内部、表面成分的　　　　　　　　　　　改变）致死性突变型（合成关键性酶的基因发生了突变，则表现出致死突变）条件致死突变型：如突变为温度敏感型（37℃死，25℃活）其它突变型：毒力突变、糖发酵突变、产量、产品突变等按表型分温度敏感型突变基因突变与诱变育种（二）突变的特点：1）不对应性：环境与变异无对

2、应性2）自发性：非人为的诱变因素下发生3）稀有性：生物体的自发突变率为10-10～10-124）独立性：一个基因的突变对其它基因突变无影响5）诱变性：诱变剂可提高突变率10~105倍6）稳定性：突变性状稳定、可遗传7）可逆性：有回复突变基因突变与诱变育种（三）基因突变自发性及不对应的证明：基因突变与诱变育种变量彷徨试验：涂布试验试验：平板影印培养试验：自发突变：没有人工诱变因素的参与，生物体的自然突变1.变量彷徨试验：1)抗性细胞的出现，是在接触噬菌体之前；2)喷上噬菌体，仅起淘汰野生型和鉴别抗性株作用；3)由于甲方高度彷徨，说

3、明突变是随机的。基因突变与诱变育种2.涂布试验基因突变与诱变育种1、突变与噬菌体无关；2、涂布使抗性菌株均匀分布；3、抗性突变可在任何时间发生，与噬菌体存在无关。以上实验用统计学原理间接证明。3.平板影印基因突变与诱变育种实验表明：从未接触str的菌株可发生抗性突变，分离可得到纯的strr菌株。由此表明：突变是自发的与环境不对应的。基因突变与诱变育种（四）基因突变的机制：（自学）（五）紫外线(U.V)对DNA的损伤及修复:（自学）二、突变与育种（一）自发突变与生产育种基因突变与诱变育种1.生产选育：群体培养中个别的变异个体表现出生

4、长优势，发现突变种后，随时分离、纯化。2.定向培育：用特定的环境长期处理某一微生物群体,同时不断对其移种、传代，以达到积累和选择合适的自发突变体的一种育种方法.3、自发突变的机制：自发突变(spontaneous)：在非人为的情况下由于遗传物质的微小变化引起的性状变异。原因可能是：1）环境因素；2）自身有毒产物的积累；3）互变异构效应；4）环出效应等。基因突变与诱变育种（二）诱变育种1.概念：诱变育种是用物理或化学的诱变剂使诱变对象内的遗传物质（DNA）的分子结构发生改变，引起性状变异并通过筛选获得符合要求的变异菌株的一种育种方

5、法。基因突变与诱变育种2.诱变剂：2）种类：物理因子（phisicalagents)化学因子(chemicalagents)转座子(transposableelements)物理诱变剂：U.V、χ、γ、快中子、超声波等。基因突变与诱变育种1）概念：凡能提高基因突变频率的理化因素。化学诱变剂：烷化剂(alkylatingagents)：如：氮芥、硫酸二乙酯、亚硝基胍、NTG等机制：将烷烃加在含氮碱基上，改变氢键性质碱基类似物(baseanalogs)：如：叠氮胸腺嘧啶（AIT）等；机制：在DNA复制时将碱基类似物插入DNA中，而碱

6、基类似物没有正常碱基的氢键性质，在DNA复制时出现突变体。基因突变与诱变育种插入剂(intercalatingagents):如：溴化乙啶等一些三环分子。机制：与DNA中的一对碱基有大致相同的位点，这些分子不改变碱基的氢键性质，而插入在双螺旋中，加宽间距，引起碱基增加。基因突变与诱变育种3.诱变程序：基因突变与诱变育种原始菌种纯化斜面/肉汤培养单孢子/单细胞悬液诱变剂处理平板分离移至斜面小试中试初筛复筛计算存活率观察形态变异，挑单菌落良种保藏原菌种特性鉴定4.诱变的主要环节1）诱变剂的选择：基因突变与诱变育种a.了解诱变剂的性质

7、、作用机理和使用方法b.处理方式：单一因子处理：复合因子处理：两种以上因素先后使用同时使用单一因子重复使用c.处理剂量：测致死率。方法平板菌落计数法纸片法一般杀菌率为70%左右。基因突变与诱变育种Amestest：对化学诱变剂做检测菌种：鼠伤寒沙门氏菌his-；原理：his-在基本培养基上不长；而发生回复突变则长。基因突变与诱变育种Amestest方法示意图用于检测食品、饮料、药物和饮水等样品的中致癌物基因突变与诱变育种2）出发菌株：育种的原始菌种；应具备：对诱变剂的敏感性高；生产中选育过的自发变异菌株；本身具有一些有利性状；对代

8、谢产物有一定积累；已经发生过某些变异。基因突变与诱变育种3）单孢子或单细胞悬液的制备a.必要性：单细胞可以均匀地接触诱变剂避免出现不纯的菌落——菌种退化基因突变与诱变育种b.制备：物理诱变剂——生理盐水（0.85%NaCl)化学诱变剂——缓冲液c.